[科普中國]-擠壓蒸煮

擠壓蒸煮技術

擠壓蒸煮技術是現(xiàn)代食品工程的新技術之一，在國外已有多年的歷史，最初擠壓機的作用僅限制在混合和成型即食食品方面?，F(xiàn)在食品擠壓技術是一種集運輸、混合、加熱、加壓、質構重組、熟制、殺菌等多種單元于一體的短時反應器。目前有關雙螺桿擠壓機在加工食品原料方面的擠壓理論還不完善，還有待于更進一步的研究。但雙螺桿擠壓機能在短時間內實現(xiàn)蛋白質和淀粉等聚合物直接或間接轉化、纖維素等大分子部分轉化為非消化性可溶性多糖的事實，是由于粉狀物料借助于螺桿轉動時的機械力、機械能的粘滯損耗以及機筒外的溫度調節(jié)作用，由固態(tài)逐漸轉變?yōu)槿廴趹B(tài)流體，熔融物料運動到?？跁r，受到模頭的阻力，在?？谔幮纬筛邷馗邏籂顟B(tài)，熔融物料在?？跀D出的瞬間，物料積聚的能量迅速釋放，水分急劇汽化，使物料得以膨化。高纖維物料經擠壓后，不僅使各類酶被鈍化，還可改良色澤、風味和可溶性。采用擠壓蒸煮技術已經成為當今世界食品發(fā)達國家處理膳食纖維的主要加工手段。在瑞士、美國、法國、日本，運用擠壓蒸煮技術處理膳食纖維，被認為是最科學的方法。

近年我國擠壓機生產企業(yè)逐漸增多，大部分是單螺桿機，少數(shù)是雙螺桿機。雙螺桿擠壓機適用的領域更廣闊，控制和操作更精確。國外大多采用自動給料、溫度與壓力自動控制與數(shù)字顯示的雙螺桿擠壓蒸煮機。我國的擠壓蒸煮設備比較落后，目前仍無溫度顯示和壓力測控系統(tǒng)。而國際上約有20多個國家生產雙螺桿機，實力較強的有美國WENGER公司、法國CLEXTKAL公司和CREVSOTLOIVE公司、德國WP公司、荷蘭KOPPENS公司及BECHIV公司。2

高溫短時擠壓蒸煮系統(tǒng)食品的擠壓蒸煮加工是將含一定水分的淀粉或蛋白質等原料在一個加熱機的筒內，由與其良好配合的轉 動螺桿進行輸送擠壓，借助于壓力、加熱和機械剪切力的聯(lián)合作用，加速淀粉的糊化或蛋白質變性，進行增 塑和蒸煮的工藝方法。物料再在各種形狀的模具中成型，繼之膨脹并被旋轉的刀片切割成所需要的長度。這種 擠壓蒸煮的溫度一般在120 ℃以上，而受熱的時間卻很短(一般在一分鐘內)，屬于高溫短時加工工藝，對于保持食品的營養(yǎng)成分、良好的質構、口感、風味是非常有益的，它是目前食品蒸煮加工系統(tǒng)中最新、用途最多、 最經濟有效的一種方法。高溫短時擠壓加工能保證食品不會產生過熱、變色、營養(yǎng)成分或功能特性等方面的損害，在微生物方面具有安全可靠性。

在食品擠壓蒸煮加工過程中，淀粉物料及蛋白質物料的擠壓蒸煮是極其重要的。

淀粉物料的擠壓蒸煮食品擠壓機可用來擠壓蒸煮含有淀粉的物料，也可用來擠壓蒸煮各種淀粉制得食品。淀粉在擠壓蒸煮條件下很快進行糊化，是一個復雜的過程，受許多因素的影響。淀粉糊化的主要特征是淀粉粒懸浮在過量水中時 ，著溫度的升高，水分的滲透也隨之增加，過量水分的滲透，靠剪切力而造成溫度上升，大量水分被吸收，最后淀粉顆拉破裂，糊化作用表現(xiàn)為淀粉分子中氫鍵結合的變化，這時糊化淀粉表現(xiàn)為持水性的大大提高。 淀粉糊化恰當，不僅產生了溶解度和流體動力學性質的變化，且糊化淀粉對快速的酶降解作用也很敏感。這在工 藝學和營養(yǎng)學方面有重大意義。

經過高溫短時擠壓蒸煮方法制得的小麥糊化淀粉，在高倍顯微鏡下可以觀察到其結構發(fā)生了變化，淀粉顆 粒原來結構的輪廓較分明，經過熱、 濕和剪切作用處理后轉變成連續(xù)多孔的網(wǎng)狀結構。對于像面粉那樣含有豐富淀粉的原料，淀粉的糊化從營養(yǎng)和功能兩方面考慮都是重要的。水分含量和溫度對擠壓蒸煮淀粉原料的性質影響很大。這在我們對雙螺桿擠壓機的調試和試制食品中，感官鑒定和顯微鏡結構觀察中都能得到證實。水分含量一旦超過糊化量則不能膨化，使水分超過稍少而產生膨化，因其制品出料后水分的迅速蒸發(fā)，有的膨脹形態(tài)很快變癟了，這是由于過度的膨化使淀粉結構中作為食品膨體空間支柱的骨子鍵拉長了，膨體空間水分蒸發(fā)后的剎那形成負壓，在大擠壓力作用下，一旦超過骨子鍵的強度，則膨化后的食品很快收縮而變癟了。此外 ，同一種小麥淀粉作為原料，同一臺擠壓機中若采用不同的剪切力進行擠壓可以制得稠度不同的制品。用低切變擠壓可制得具有稠糊特性的制品， 用高切變擠壓可制得稀糊制品。 在中間條件下加工淀粉，以得到中等稠度等制品。由此可見，擠壓機結構和物料加工條件的選擇，加工物料的性質影響很大，如擠出制品的粘度、復水率、密度和糊化(即膠凝)特性等。

蛋白質原料的擠壓蒸煮高溫短時擠壓蒸煮可以用于生產以谷物為基料，以蛋白質、維生素、礦物質進行強化的各類的食品。這些食品包括早點谷類食物、小吃、嬰兒食品、速溶湯粉等。由于擠壓機中剪切力、水分和溫度的控制，以及進行高溫短時蒸煮條件的獲得， 因此可賦于許多農產品以較好的營養(yǎng)價值和功能特性，就有可能改進蛋白質的利用率和可消化性，并具有適當?shù)拿览路磻?，對營養(yǎng)價值的損害很少，還可增加食品的色澤和香味。

高溫短時蒸煮擠壓優(yōu)點能有效地使淀粉糊化、蛋白質質構的改良，得到必要的功能特性、控制最佳的生長抑制劑、抗營養(yǎng)因子、生產出更純凈、在微生物和酶上更安全、更穩(wěn)定的食品，并具有良好的外形、口感和風味。

若需加入氨基酸、蛋白質、礦物質、食品色素、香味料及某些維生素時，能夠把這些添加物均勻地分配在擠壓物中，不可逆地與擠壓物相結合，因為高溫是短時的，減少了對維生素的損害。

可節(jié)省單位重量蒸煮產品的電、汽、水消耗。

勞動生產率高，而加工費用低。

單位重量產品所需的占地面積很小。

由于其結構設計獨特，可以較簡便和快速地組合或更換零部件而成為一個多用途的系統(tǒng)。通過擠壓機部件、物料品 種、水分含量和加工條件的變化，可以生產許多不同產品。

高溫短時蒸煮擠壓機一般皆為連續(xù)性設備，其生產能力可在一定范圍內進行調節(jié)。

生產過程在密閉的機筒內進行，保證了生產的食品完全符合衛(wèi)生法的安全、穩(wěn)定的要求。機器能夠容易地進行清理，這是細菌學方面所需要的，也是防止加工產品產生不良風味所必不可少的。3